JP2692311B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコール／ガソリンの様々な混合比で運
転可能な内燃機関の排気系に、リーン域においてHC存在
下でNOxを還元する触媒を設けて排気浄化をはかる内燃
機関の排気浄化装置に関する。
転可能な内燃機関の排気系に、リーン域においてHC存在
下でNOxを還元する触媒を設けて排気浄化をはかる内燃
機関の排気浄化装置に関する。
従来の自動車用燃料としてアルコールが有望とされて
いるが、現実的解決としては、アルコール／ガソリンの
様々な混合比で運転可能な車両、いわゆるFFV（フレキ
シブルフューエルビークル）が開発され、実用化されつ
つある。たとえば、特開昭56−66424号公報、特開昭57
−76231号公報は、FFV搭載用内燃機関として、アルコー
ル／ガソリン混合燃料を使用する内燃機関において、ア
ルコール濃度に応じて、燃料噴射量、点火時期を制御す
るエンジンを開示している。
いるが、現実的解決としては、アルコール／ガソリンの
様々な混合比で運転可能な車両、いわゆるFFV（フレキ
シブルフューエルビークル）が開発され、実用化されつ
つある。たとえば、特開昭56−66424号公報、特開昭57
−76231号公報は、FFV搭載用内燃機関として、アルコー
ル／ガソリン混合燃料を使用する内燃機関において、ア
ルコール濃度に応じて、燃料噴射量、点火時期を制御す
るエンジンを開示している。
一方、NOx公害対策として、酸化雰囲気の排気ガスで
もNOxを還元できる触媒が開発されつつある。たとえば
特開平１−130735号公報、特願昭63−95026号は、遷移
金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気
中、HC存在下でNOxを接触せしめることによりNOxを還元
する触媒、いわゆるリーンNOx触媒を開示している。リ
ーンNOx触媒は、現状では耐熱性が不十分で、耐久劣化
が大きく、その解決策として、特開平１−171625号公報
は、リーンNOx触媒装着内燃機関において、排気高温時
となる高速、高負荷域には、リーンNOx触媒を排気ガス
から遮断し、劣化を防止する劣化防止領域を設けること
を教示している。
もNOxを還元できる触媒が開発されつつある。たとえば
特開平１−130735号公報、特願昭63−95026号は、遷移
金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気
中、HC存在下でNOxを接触せしめることによりNOxを還元
する触媒、いわゆるリーンNOx触媒を開示している。リ
ーンNOx触媒は、現状では耐熱性が不十分で、耐久劣化
が大きく、その解決策として、特開平１−171625号公報
は、リーンNOx触媒装着内燃機関において、排気高温時
となる高速、高負荷域には、リーンNOx触媒を排気ガス
から遮断し、劣化を防止する劣化防止領域を設けること
を教示している。
上記リーンNOx触媒を、上記アルコール／ガソリンの
様々な混合比で運転可能な内燃機関の排気系に装着し
て、該内燃機関の排気浄化をはかる場合、上記特開平１
−171625号公報の如く、単に機関運転状態に基づいて劣
化防止領域を定め触媒劣化を対策するものでは、触媒の
有効活用と、触媒の劣化防止との両立をはかることが困
難である。
様々な混合比で運転可能な内燃機関の排気系に装着し
て、該内燃機関の排気浄化をはかる場合、上記特開平１
−171625号公報の如く、単に機関運転状態に基づいて劣
化防止領域を定め触媒劣化を対策するものでは、触媒の
有効活用と、触媒の劣化防止との両立をはかることが困
難である。
より詳しくは、リーンNOx触媒はそのNOx浄化率にHCの
性状、したがってアルコール濃度の影響を強く受ける。
アルコール、主にメタノールによる排気ガス中の未然炭
化水素分子の炭素数は１で、NOx浄化率を著しく低減さ
せる。したがって、アルコール濃度が低い状態で、触媒
を有効活用すべく触媒の劣化防止領域を設定すると、燃
料にアルコール濃度が高いものが使用される場合、NOx
を殆んど浄化せず、それにもかかわらず排気ガスを触媒
に流し続けて触媒劣化を無駄に進行させる場合が生じ
る。逆に、アルコール濃度が高い状態で、触媒の無駄な
劣化を防止すべく触媒の劣化防止領域を設定すると、燃
料にアルコール濃度が低いものが使用される場合、ガソ
リンからのNOx生成量が大にかかわらず比較的低速、軽
負荷から触媒が遮断されてしまって、触媒を有効活用す
ることができない。
性状、したがってアルコール濃度の影響を強く受ける。
アルコール、主にメタノールによる排気ガス中の未然炭
化水素分子の炭素数は１で、NOx浄化率を著しく低減さ
せる。したがって、アルコール濃度が低い状態で、触媒
を有効活用すべく触媒の劣化防止領域を設定すると、燃
料にアルコール濃度が高いものが使用される場合、NOx
を殆んど浄化せず、それにもかかわらず排気ガスを触媒
に流し続けて触媒劣化を無駄に進行させる場合が生じ
る。逆に、アルコール濃度が高い状態で、触媒の無駄な
劣化を防止すべく触媒の劣化防止領域を設定すると、燃
料にアルコール濃度が低いものが使用される場合、ガソ
リンからのNOx生成量が大にかかわらず比較的低速、軽
負荷から触媒が遮断されてしまって、触媒を有効活用す
ることができない。
本発明は、アルコール／ガソリンの様々な混合比で運
転可能な内燃機関の排気系にリーンNOx触媒を装着した
内燃機関の排気浄化装置において、アルコール／ガソリ
ン混合比で排気ガス中の未然炭化水素の性状が変化しそ
れによってリーンNOx触媒のNOx浄化率が変化することを
考慮して、変化する浄化率に基づいて触媒劣化を防止す
る領域を変化させることを目的とする。
転可能な内燃機関の排気系にリーンNOx触媒を装着した
内燃機関の排気浄化装置において、アルコール／ガソリ
ン混合比で排気ガス中の未然炭化水素の性状が変化しそ
れによってリーンNOx触媒のNOx浄化率が変化することを
考慮して、変化する浄化率に基づいて触媒劣化を防止す
る領域を変化させることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の排気
浄化装置は、第１図に示す如く、アルコール／ガソリン
の様々な混合比で運転可能な内燃機関１と、遷移金属或
いは貴金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰
囲気中、HC存在下で排気ガス中のNOxを還元する触媒、
いわゆるリーンNOx触媒２とを有する内燃機関の排気浄
化装置であって、 リーンNOx触媒２をバイパスするバイパス通路３およ
び排気ガスの流れをリーンNOx触媒側とバイパス通路側
との間に切替えるバイパス弁４と、 機関運転状態を検出する運転状態検出手段５と、 アルコール／ガソリン混合燃料のアルコール濃度を検
出するアルコール濃度検出手段６と、 燃料のアルコール濃度に応じてバイパス運転領域を設
定するバイパス運転領域設定手段７と、 機関運転状態がバイパス運転領域内にあるか否かを判
定する判定手段８と、 判定手段８の判定結果に基づき、機関運転状態がバイ
パス運転領域内にあると判定されたときには、排気ガス
がバイパス通路３を流れるようにバイパス弁４を作動さ
せ、機関運転状態がバイパス運転領域内にないと判定さ
れたときには、排気ガスがリーンNOx触媒２を流れるよ
うにバイパス弁４を作動させるバイパス制御手段９と、 から構成される。
浄化装置は、第１図に示す如く、アルコール／ガソリン
の様々な混合比で運転可能な内燃機関１と、遷移金属或
いは貴金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰
囲気中、HC存在下で排気ガス中のNOxを還元する触媒、
いわゆるリーンNOx触媒２とを有する内燃機関の排気浄
化装置であって、 リーンNOx触媒２をバイパスするバイパス通路３およ
び排気ガスの流れをリーンNOx触媒側とバイパス通路側
との間に切替えるバイパス弁４と、 機関運転状態を検出する運転状態検出手段５と、 アルコール／ガソリン混合燃料のアルコール濃度を検
出するアルコール濃度検出手段６と、 燃料のアルコール濃度に応じてバイパス運転領域を設
定するバイパス運転領域設定手段７と、 機関運転状態がバイパス運転領域内にあるか否かを判
定する判定手段８と、 判定手段８の判定結果に基づき、機関運転状態がバイ
パス運転領域内にあると判定されたときには、排気ガス
がバイパス通路３を流れるようにバイパス弁４を作動さ
せ、機関運転状態がバイパス運転領域内にないと判定さ
れたときには、排気ガスがリーンNOx触媒２を流れるよ
うにバイパス弁４を作動させるバイパス制御手段９と、 から構成される。
上記内燃機関の排気浄化装置では、バイパス運転領域
設定手段７によって、第3A図或いは第3B図に示す如く、
バイパス運転領域が設定される。
設定手段７によって、第3A図或いは第3B図に示す如く、
バイパス運転領域が設定される。
より詳しくは、アルコール濃度が低いときには、排気
ガス中の未然炭化水素はガソリンから生成されたものが
主で炭素原子を多く含む分子のためリーンNOx触媒２のN
Ox浄化率が高く、したがって高速、高負荷側に寄せてバ
イパス運転領域が設定される（第3A図の破線の右側、第
3B図の実線を右側に寄せてその右側）。したがって、リ
ーンNOx触媒２のNOx浄化性能を高めつつ、触媒劣化の防
止がはかられる。
ガス中の未然炭化水素はガソリンから生成されたものが
主で炭素原子を多く含む分子のためリーンNOx触媒２のN
Ox浄化率が高く、したがって高速、高負荷側に寄せてバ
イパス運転領域が設定される（第3A図の破線の右側、第
3B図の実線を右側に寄せてその右側）。したがって、リ
ーンNOx触媒２のNOx浄化性能を高めつつ、触媒劣化の防
止がはかられる。
一方、アルコール濃度が高いときには、排気ガス中の
未然炭化水素分子はアルコールから生成されたものが主
で炭素原子数が少ない分子のためリーンNOx触媒のNOx浄
化率が低く、したがって低速、軽負荷側に寄せてバイパ
ス運転領域が設定される（第3A図の実線の右側、第3B図
の実線を左側に寄せてその右側）。したがって、NOxの
浄化性能が上がらない触媒劣化を無駄に進行させる運転
領域までバイパス運転領域（バイパス弁「開」の領域）
を拡大して、バイパス制御することにより、無駄な触媒
劣化が防止される。この領域（第3A図の実線と破線の
間、第3B図の実線が掃過する領域）で、アルコール濃度
が高いときにリーンNOx触媒２をバイパスして排気ガス
を流しても、アルコールのNOx生成量はガソリンの約1/2
で、問題を生じず、高速、高負荷域程には触媒劣化は激
しくないが触媒劣化はゆるやかに進行する領域であるか
ら、触媒をバイパスさせることによる触媒劣化防止の意
義が存在する。
未然炭化水素分子はアルコールから生成されたものが主
で炭素原子数が少ない分子のためリーンNOx触媒のNOx浄
化率が低く、したがって低速、軽負荷側に寄せてバイパ
ス運転領域が設定される（第3A図の実線の右側、第3B図
の実線を左側に寄せてその右側）。したがって、NOxの
浄化性能が上がらない触媒劣化を無駄に進行させる運転
領域までバイパス運転領域（バイパス弁「開」の領域）
を拡大して、バイパス制御することにより、無駄な触媒
劣化が防止される。この領域（第3A図の実線と破線の
間、第3B図の実線が掃過する領域）で、アルコール濃度
が高いときにリーンNOx触媒２をバイパスして排気ガス
を流しても、アルコールのNOx生成量はガソリンの約1/2
で、問題を生じず、高速、高負荷域程には触媒劣化は激
しくないが触媒劣化はゆるやかに進行する領域であるか
ら、触媒をバイパスさせることによる触媒劣化防止の意
義が存在する。
以下、本発明の実施例を説明する。
第４図は本発明実施例装置の系統を示しており、１は
アルコール／ガソリンの様々な混合比で運転可能な内燃
機関、２はリーンNOx触媒、３はリーンNOx触媒をバイパ
スするバイパス通路、４は排気ガスの流れをリーンNOx
触媒側とバイパス通路側との間に切替えるバイパス弁で
ある。内燃機関１には、燃料タンク10中の、アルコール
／ガソリン混合燃料11が燃料パイプ12を介して導かれ、
燃料噴射弁19から吸気系または筒内に噴射される。燃料
パイプ12の途中には、アルコール／ガソリン混合燃料中
のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ15が
設けられる。第１図のアルコール濃度検出手段６は、本
実施例では、たとえば第４図のアルコール濃度センサ15
からなる。内燃機関１にはまた、機関の運転状態、たと
えばエンジン回転数NEを検出するセンサ13、エンジン負
荷PMを検出するセンサ14が設けられる。センサ13はたと
えばクランク角度センサからなり、センサ14は絞り弁下
流の吸気管圧力センサからなる。これらのセンサ13、14
は、第１図の運転条件検出手段５を構成する。また、排
気管16には、リーンNOx触媒２の下流に、三元触媒17が
設けられてもよいが、これは必須のものではない。
アルコール／ガソリンの様々な混合比で運転可能な内燃
機関、２はリーンNOx触媒、３はリーンNOx触媒をバイパ
スするバイパス通路、４は排気ガスの流れをリーンNOx
触媒側とバイパス通路側との間に切替えるバイパス弁で
ある。内燃機関１には、燃料タンク10中の、アルコール
／ガソリン混合燃料11が燃料パイプ12を介して導かれ、
燃料噴射弁19から吸気系または筒内に噴射される。燃料
パイプ12の途中には、アルコール／ガソリン混合燃料中
のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ15が
設けられる。第１図のアルコール濃度検出手段６は、本
実施例では、たとえば第４図のアルコール濃度センサ15
からなる。内燃機関１にはまた、機関の運転状態、たと
えばエンジン回転数NEを検出するセンサ13、エンジン負
荷PMを検出するセンサ14が設けられる。センサ13はたと
えばクランク角度センサからなり、センサ14は絞り弁下
流の吸気管圧力センサからなる。これらのセンサ13、14
は、第１図の運転条件検出手段５を構成する。また、排
気管16には、リーンNOx触媒２の下流に、三元触媒17が
設けられてもよいが、これは必須のものではない。
センサ13、14、15、バイパス弁４のアクチュエータは
エンジンコンピュータユニット（ECU）18に電気的に接
続されている。ECU18は、センサ14、15からのアナログ
信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ、セン
サ13、14、15から入力信号を受けバイパス弁４、燃料噴
射弁19に出力信号を出すための入出力インターフェイ
ス、読み出し専用の記憶要素であるROM、データ一時記
憶用の記憶要素であるRAM、種々の演算を実行するCPU、
を有する。CPUはROMから第2A図または第2B図のフローチ
ャートに示したバイパス制御ルーチンを読み出し、演算
を実行する。第2A図は本発明の第１実施例を、第2B図は
本発明の第２実施例を示す。
エンジンコンピュータユニット（ECU）18に電気的に接
続されている。ECU18は、センサ14、15からのアナログ
信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ、セン
サ13、14、15から入力信号を受けバイパス弁４、燃料噴
射弁19に出力信号を出すための入出力インターフェイ
ス、読み出し専用の記憶要素であるROM、データ一時記
憶用の記憶要素であるRAM、種々の演算を実行するCPU、
を有する。CPUはROMから第2A図または第2B図のフローチ
ャートに示したバイパス制御ルーチンを読み出し、演算
を実行する。第2A図は本発明の第１実施例を、第2B図は
本発明の第２実施例を示す。
第１実施例に係る第2A図のフローチャートを説明す
る。まず、ステップ101でバイパス制御ルーチンに入
り、ステップ102で、機関運転状態を知るために、クラ
ンク角度センサ13からのエンジン回転数NE、吸気管圧力
センサ14からのエンジン負荷PMを読み込む。続いて、今
使用しているアルコール／ガソリン混合燃料の混合比を
知るために、ステップ103で、アルコール濃度検出セン
サ15からの、アルコール／ガソリン混合燃料のアルコー
ル濃度CALを読み込む。ステップ102とステップ103の順
序は逆にしてもさしつかえない。
る。まず、ステップ101でバイパス制御ルーチンに入
り、ステップ102で、機関運転状態を知るために、クラ
ンク角度センサ13からのエンジン回転数NE、吸気管圧力
センサ14からのエンジン負荷PMを読み込む。続いて、今
使用しているアルコール／ガソリン混合燃料の混合比を
知るために、ステップ103で、アルコール濃度検出セン
サ15からの、アルコール／ガソリン混合燃料のアルコー
ル濃度CALを読み込む。ステップ102とステップ103の順
序は逆にしてもさしつかえない。
続いて、ステップ104に進み、ステップ103で読み込ん
だアルコール濃度CALが、予じめ定めた一定のアルコー
ル濃度CO（例えば50％）より大きいかを判定する。CAL
＞COだとアルコール濃度が高い燃料であり、CAL≦COだ
とアルコール濃度が低い燃料である。アルコールのNOx
生成量はガソリンのそれの約1/2であり、またアルコー
ルからの排気ガス中未然炭素水素は分子中の炭素数が少
なく（メタノールでＣの個数が１）、リーンNOx触媒２
の浄化率を著しく低減させる。すなわち、アルコール濃
度が高い燃料の場合は、NOx量は小で、NOx浄化率が低
い。逆に、アルコール濃度が低い燃料の場合はNOx量は
大で、NOx浄化率が高い。したがって、ステップ104でC
AL＞COの場合、すなわちアルコール濃度が高いときに
は、ステップ105に進み、バイパス弁４「開」の判定条
件を、第3A図で実線にて示すように、低速、軽負荷側に
ずらす。逆に、ステップ104でCAL≦COの場合、すなわち
アルコール濃度が低いときには、ステップ106に進み、
バイパス弁「開」の判定条件を、第3A図で破線にて示す
ように、高速、高負荷側にずらす。第3A図において、破
線より右側の領域は、排気温が高い領域で触媒の劣化が
進み易い機関運転領域であり、破線と実線との間の領域
は、排気温がそれ程高くなくしたがって触媒劣化度合は
小であるが排気ガスを触媒に流し続けると触媒劣化が無
視できない程度に無駄に進行される機関運転領域であ
り、実線より左側の領域は、排気温が低く実質的に触媒
劣化がない機関運転領域である。上記ステップ104、10
5、106により、アルコール濃度CALに応じて、バイパス
弁４「開」の判定条件が第3A図の実線と破線との２段階
に変化される。ここで、ステップ104、105、106は、第
１実施例において、第１図のバイパス運転領域（バイパ
ス弁４「開」領域）設定手段７を構成する。
だアルコール濃度CALが、予じめ定めた一定のアルコー
ル濃度CO（例えば50％）より大きいかを判定する。CAL
＞COだとアルコール濃度が高い燃料であり、CAL≦COだ
とアルコール濃度が低い燃料である。アルコールのNOx
生成量はガソリンのそれの約1/2であり、またアルコー
ルからの排気ガス中未然炭素水素は分子中の炭素数が少
なく（メタノールでＣの個数が１）、リーンNOx触媒２
の浄化率を著しく低減させる。すなわち、アルコール濃
度が高い燃料の場合は、NOx量は小で、NOx浄化率が低
い。逆に、アルコール濃度が低い燃料の場合はNOx量は
大で、NOx浄化率が高い。したがって、ステップ104でC
AL＞COの場合、すなわちアルコール濃度が高いときに
は、ステップ105に進み、バイパス弁４「開」の判定条
件を、第3A図で実線にて示すように、低速、軽負荷側に
ずらす。逆に、ステップ104でCAL≦COの場合、すなわち
アルコール濃度が低いときには、ステップ106に進み、
バイパス弁「開」の判定条件を、第3A図で破線にて示す
ように、高速、高負荷側にずらす。第3A図において、破
線より右側の領域は、排気温が高い領域で触媒の劣化が
進み易い機関運転領域であり、破線と実線との間の領域
は、排気温がそれ程高くなくしたがって触媒劣化度合は
小であるが排気ガスを触媒に流し続けると触媒劣化が無
視できない程度に無駄に進行される機関運転領域であ
り、実線より左側の領域は、排気温が低く実質的に触媒
劣化がない機関運転領域である。上記ステップ104、10
5、106により、アルコール濃度CALに応じて、バイパス
弁４「開」の判定条件が第3A図の実線と破線との２段階
に変化される。ここで、ステップ104、105、106は、第
１実施例において、第１図のバイパス運転領域（バイパ
ス弁４「開」領域）設定手段７を構成する。
ステップ105、106でバイパス運転領域が設定される
と、続いてステップ107に進む。ステップ107では、ステ
ップ102で読み込んだ、現在の機関運転状態NE、PMが、
第3A図において、バイパス運転領域（バイパス弁４
「開」領域）にあるか否かを判定する。より詳しくは、
読み込んだ機関回転数NEを第3A図の横軸上にとってそこ
から縦軸に平行線を引き、読み込んだ機関負荷PMを第3A
図の縦軸上にとってそこから横軸に平行線を引き、両平
行線の交点がバイパス弁４「開」領域内にあるか否かを
判定する。ステップ107は、第１図の判定手段８を構成
する。
と、続いてステップ107に進む。ステップ107では、ステ
ップ102で読み込んだ、現在の機関運転状態NE、PMが、
第3A図において、バイパス運転領域（バイパス弁４
「開」領域）にあるか否かを判定する。より詳しくは、
読み込んだ機関回転数NEを第3A図の横軸上にとってそこ
から縦軸に平行線を引き、読み込んだ機関負荷PMを第3A
図の縦軸上にとってそこから横軸に平行線を引き、両平
行線の交点がバイパス弁４「開」領域内にあるか否かを
判定する。ステップ107は、第１図の判定手段８を構成
する。
ステップ107で機関運転状態がバイパス運転領域にあ
ると判定されたときには、ステップ108に進みバイパス
弁４を開にする。または開に切替える。実際にはECU18
から、ステップ107の段階で、開指令があると、バイパ
ス弁４のアクチュエータ（図示略）がバイパス弁４を開
作動する。ステップ107で機関運転状態がバイパス運転
領域にないと判定されたときには、ステップ109に進
み、バイパス弁４を閉にする。または閉に切替える。ス
テップ108、109は、第１図のバイパス制御手段９を構成
する。
ると判定されたときには、ステップ108に進みバイパス
弁４を開にする。または開に切替える。実際にはECU18
から、ステップ107の段階で、開指令があると、バイパ
ス弁４のアクチュエータ（図示略）がバイパス弁４を開
作動する。ステップ107で機関運転状態がバイパス運転
領域にないと判定されたときには、ステップ109に進
み、バイパス弁４を閉にする。または閉に切替える。ス
テップ108、109は、第１図のバイパス制御手段９を構成
する。
続いて、ステップ110に進み、次のルーチンに進む、
或いはリターンする。
或いはリターンする。
第2B図は、本発明の第２実施例を示す。第２実施例
は、第１実施例がバイパス運転領域を２段階に変化させ
たのに対し、無段階に変化させるものである。第２実施
例が第１実施例と異なるところは、第１実施例の第2A図
のルーチンのステップ104、105、106が第２実施例で
は、第2B図のルーチンのステップ111、112に代わり、か
つ第１実施例の第3A図のマップが第２実施例では第3B図
のマープに変わるとともに補正係数用の第3C図のマップ
が追加されるだけで、他はすべて第１実施例と同一であ
るから、同一部分には第１実施例と同一符号を付すこと
により同一部分の説明を省略し、異なる部分についての
み、以下に説明する。
は、第１実施例がバイパス運転領域を２段階に変化させ
たのに対し、無段階に変化させるものである。第２実施
例が第１実施例と異なるところは、第１実施例の第2A図
のルーチンのステップ104、105、106が第２実施例で
は、第2B図のルーチンのステップ111、112に代わり、か
つ第１実施例の第3A図のマップが第２実施例では第3B図
のマープに変わるとともに補正係数用の第3C図のマップ
が追加されるだけで、他はすべて第１実施例と同一であ
るから、同一部分には第１実施例と同一符号を付すこと
により同一部分の説明を省略し、異なる部分についての
み、以下に説明する。
第２実施例では、第2B図において、ステップ103でア
ルコール濃度CALを読み込んだ後、ステップ111に進み、
ステップ111にて、第3C図のマップより、アルコール濃
度CALからバイパス弁４「開」の判定条件の補正係数α
を求める。アルコール濃度がCOより高い程、補正係数α
はマイナス側の大きい値をとり、アルコール濃度がCOよ
り低い程、補正係数αはプラス側に大きい値をとる。続
いてステップ112に進み、アルコール濃度がCOに対して
定められた判定条件（第3B図の実線）に、ステップ111
で求めたαを掛けて、第3B図の実線の判定条件を、第3B
図にて右側または左側にずらす。アルコール濃度が高い
ときにはマイナスのαを掛けて判定条件を低速、軽負荷
側にずらしアルコール濃度が低いときにはプラスのαを
掛けて判定条件を高速、高負荷側にずらす。αは第3C図
に示す如くアルコール濃度CALに応じて比例的に変わる
ので、判定条件は第3B図において無段階に変化する。こ
の処理が終えると、ステップ107に進み、後は第１実施
例で説明したと同じように演算が実行される。
ルコール濃度CALを読み込んだ後、ステップ111に進み、
ステップ111にて、第3C図のマップより、アルコール濃
度CALからバイパス弁４「開」の判定条件の補正係数α
を求める。アルコール濃度がCOより高い程、補正係数α
はマイナス側の大きい値をとり、アルコール濃度がCOよ
り低い程、補正係数αはプラス側に大きい値をとる。続
いてステップ112に進み、アルコール濃度がCOに対して
定められた判定条件（第3B図の実線）に、ステップ111
で求めたαを掛けて、第3B図の実線の判定条件を、第3B
図にて右側または左側にずらす。アルコール濃度が高い
ときにはマイナスのαを掛けて判定条件を低速、軽負荷
側にずらしアルコール濃度が低いときにはプラスのαを
掛けて判定条件を高速、高負荷側にずらす。αは第3C図
に示す如くアルコール濃度CALに応じて比例的に変わる
ので、判定条件は第3B図において無段階に変化する。こ
の処理が終えると、ステップ107に進み、後は第１実施
例で説明したと同じように演算が実行される。
つぎに、作用を説明する。
燃料タンク10からのアルコール／ガソリン混合燃料11
は、ECU18によって運転状態やアルコール濃度などを考
慮して定められた燃料噴射量やタイミングに従って燃料
噴射弁19から噴射され、燃焼される。排気ガスは排気管
16、リーンNOx触媒２またはバイパス通路３を通して、
また三元触媒17を設けた場合は三元触媒17も通して、大
気に排出される。
は、ECU18によって運転状態やアルコール濃度などを考
慮して定められた燃料噴射量やタイミングに従って燃料
噴射弁19から噴射され、燃焼される。排気ガスは排気管
16、リーンNOx触媒２またはバイパス通路３を通して、
また三元触媒17を設けた場合は三元触媒17も通して、大
気に排出される。
排気ガスがリーンNOx触媒２を通るかバイパス通路３
を通るかはバイパス弁４によって制御され、バイパス弁
４の切替えは、ECU18によって、機関運転状態NE、PM、
アルコール濃度CALを参酌して、制御される。
を通るかはバイパス弁４によって制御され、バイパス弁
４の切替えは、ECU18によって、機関運転状態NE、PM、
アルコール濃度CALを参酌して、制御される。
具体的には、アルコール濃度CALが予じめ定められた
一定の基準値COより高いときは、バイパス運転領域（排
気ガスがバイパス通路３側を流れる領域）が、第3A、3B
図において、低速、軽負荷側に拡大されるので、アルコ
ール濃度が高いときに比べてより低速、軽負荷域からバ
イパス弁４が開となり、排気ガスがバイパス通路３側に
流れる。アルコール濃度が高いときはNOx生成量も小で
あるからリーンNOx触媒２を通さないで排気ガスを大気
に放出してもNOx公害上問題はない。もしも、たとえば
第3A図の破線でバイパス弁４「開」の判定条件が定めら
れていて高アルコール濃度の燃料をリーンNOx触媒２に
流すと、第3A図の実線と破線の間の領域でリーンNOx触
媒２の無駄な劣化運行を生じてしまうが、本発明では、
アルコール濃度が高い時にはバイパス弁４「開」の判定
条件が第3A図の実線に設定されるので、実線と破線の間
の前記無駄な触媒劣化進行を除去することができる。す
なわち、劣化防止が拡大される。
一定の基準値COより高いときは、バイパス運転領域（排
気ガスがバイパス通路３側を流れる領域）が、第3A、3B
図において、低速、軽負荷側に拡大されるので、アルコ
ール濃度が高いときに比べてより低速、軽負荷域からバ
イパス弁４が開となり、排気ガスがバイパス通路３側に
流れる。アルコール濃度が高いときはNOx生成量も小で
あるからリーンNOx触媒２を通さないで排気ガスを大気
に放出してもNOx公害上問題はない。もしも、たとえば
第3A図の破線でバイパス弁４「開」の判定条件が定めら
れていて高アルコール濃度の燃料をリーンNOx触媒２に
流すと、第3A図の実線と破線の間の領域でリーンNOx触
媒２の無駄な劣化運行を生じてしまうが、本発明では、
アルコール濃度が高い時にはバイパス弁４「開」の判定
条件が第3A図の実線に設定されるので、実線と破線の間
の前記無駄な触媒劣化進行を除去することができる。す
なわち、劣化防止が拡大される。
一方、アルコール濃度CALが一定の基準値COより低い
ときは、バイパス運転領域が、第3A、3B図において、高
速、高負荷側に縮小されるので、高速、高負荷域にては
じめてバイパス弁４が開となり、それまでは、排気ガス
は全量リーンNOx触媒２に流され、NOx浄化される。した
がって、高温劣化防止が始まるぎりぎりまでリーンNOx
触媒２が使用され、有効活用される。
ときは、バイパス運転領域が、第3A、3B図において、高
速、高負荷側に縮小されるので、高速、高負荷域にては
じめてバイパス弁４が開となり、それまでは、排気ガス
は全量リーンNOx触媒２に流され、NOx浄化される。した
がって、高温劣化防止が始まるぎりぎりまでリーンNOx
触媒２が使用され、有効活用される。
本発明によれば、アルコール濃度が低いときには、バ
イパス運転領域を高速、高負荷側に縮小して、その高い
NOx浄化率を利用してぎりぎりまでリーンNOx触媒の有効
利用をはかり、アルコール濃度が高いときには、バイパ
ス運転領域を低速、軽負荷側に拡大して、無駄な触媒劣
化の進行を防止することができる。かくして、リーンNO
x触媒の有効利用とリーンNOx触媒の劣化防止とを両立さ
せることができる。
イパス運転領域を高速、高負荷側に縮小して、その高い
NOx浄化率を利用してぎりぎりまでリーンNOx触媒の有効
利用をはかり、アルコール濃度が高いときには、バイパ
ス運転領域を低速、軽負荷側に拡大して、無駄な触媒劣
化の進行を防止することができる。かくして、リーンNO
x触媒の有効利用とリーンNOx触媒の劣化防止とを両立さ
せることができる。
第１図は本発明の内燃機関の排気浄化装置の制御ブロッ
ク図、 第2A図は本発明の第１実施例に係る制御フローチャー
ト、 第2B図は本発明の第２実施例に係る制御フローチャー
ト、 第3A図は本発明の第１実施例におけるバイパス運転領域
の変化を示す機関回転数−負荷図、 第3B図は本発明の第２実施例におけるバイパス運転領域
の変化を示す機関回転数−負荷図、 第3C図は本発明の第２実施例におけるバイパス弁開の判
定条件に対する補正係数を定めるアルコール濃度−補正
係数図、 第４図は本発明の内燃機関の排気浄化装置に係る機器系
統図、 である。 １……内燃機関 ２……リーンNOx触媒 ３……バイパス通路 ４……バイパス弁 ５……運転状態検出手段 ６……アルコール濃度検出手段 ７……バイパス運転領域設定手段 ８……判定手段 ９……バイパス制御手段 10……燃料タンク 11……アルコール／ガソリン混合燃料 12……燃料パイプ 13……エンジン速度検出センサ 14……エンジン負荷検出センサ 15……アルコール濃度検出センサ 16……排気管 17……三元触媒 18……ECU
ク図、 第2A図は本発明の第１実施例に係る制御フローチャー
ト、 第2B図は本発明の第２実施例に係る制御フローチャー
ト、 第3A図は本発明の第１実施例におけるバイパス運転領域
の変化を示す機関回転数−負荷図、 第3B図は本発明の第２実施例におけるバイパス運転領域
の変化を示す機関回転数−負荷図、 第3C図は本発明の第２実施例におけるバイパス弁開の判
定条件に対する補正係数を定めるアルコール濃度−補正
係数図、 第４図は本発明の内燃機関の排気浄化装置に係る機器系
統図、 である。 １……内燃機関 ２……リーンNOx触媒 ３……バイパス通路 ４……バイパス弁 ５……運転状態検出手段 ６……アルコール濃度検出手段 ７……バイパス運転領域設定手段 ８……判定手段 ９……バイパス制御手段 10……燃料タンク 11……アルコール／ガソリン混合燃料 12……燃料パイプ 13……エンジン速度検出センサ 14……エンジン負荷検出センサ 15……アルコール濃度検出センサ 16……排気管 17……三元触媒 18……ECU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 19/08 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】アルコール／ガソリンの様々な混合比で運
転可能な内燃機関と、その排気系に設けられた、遷移金
属或いは貴金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸
化雰囲気中、HC存在下で排気ガス中のNOxを還元する触
媒、いわゆるリーンNOx触媒とを有する内燃機関の排気
浄化装置であって、 リーンNOx触媒をバイパスするバイパス通路および排気
ガスの流れをリーンNOx触媒側とバイパス通路側との間
に切替えるバイパス弁と、 機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、 アルコール／ガソリン混合燃料のアルコール濃度を検出
するアルコール濃度検出手段と、 燃料のアルコール濃度に応じてバイパス運転領域を設定
するバイパス運転領域設定手段と、 機関運転状態がバイパス運転領域内にあるか否かを判定
する判定手段と、 判定手段の判定結果に基づき、機関運転状態がバイパス
運転領域内にあると判定されたときには、排気ガスがバ
イパス通路を流れるようにバイパス弁を作動させ、機関
運転状態がバイパス運転領域内にないと判定されたとき
には、排気ガスがリーンNOx触媒を流れるようにバイパ
ス弁を作動させるバイパス制御手段と、 を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1310570A JP2692311B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US07/618,659 US5085050A (en) | 1989-12-01 | 1990-11-27 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine using alcohol blended gasoline for fuel |
| CA002030998A CA2030998C (en) | 1989-12-01 | 1990-11-28 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine using alcohol blended gasoline for fuel |
| EP90122902A EP0430269B1 (en) | 1989-12-01 | 1990-11-29 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine using alcohol blended gasoline for fuel |
| DE9090122902T DE69001748T2 (de) | 1989-12-01 | 1990-11-29 | Abgasreinigungssystem fuer brennkraftmaschinen unter verwendung von benzin-alkohol-gemisch als brennstoff. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1310570A JP2692311B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03172527A JPH03172527A (ja) | 1991-07-25 |
| JP2692311B2 true JP2692311B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=18006832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1310570A Expired - Fee Related JP2692311B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0430269B1 (ja) |
| JP (1) | JP2692311B2 (ja) |
| CA (1) | CA2030998C (ja) |
| DE (1) | DE69001748T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5349816A (en) * | 1992-02-20 | 1994-09-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control system |
| US5611198A (en) * | 1994-08-16 | 1997-03-18 | Caterpillar Inc. | Series combination catalytic converter |
| GB2294556B (en) * | 1994-10-25 | 1997-01-15 | Nissan Motor | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
| DE19607506C1 (de) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Abgasmessung bei Verbrennungsmotoren, die mit Alkohol enthaltendem Kraftstoff betrieben werden |
| FR2764638B1 (fr) * | 1997-06-16 | 1999-08-13 | Inst Francais Du Petrole | Procede et ensemble d'elimination des oxydes d'azote presents dans des gaz d'echappement, utilisant un echangeur thermique |
| JP3557925B2 (ja) * | 1998-12-22 | 2004-08-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2000303828A (ja) | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Toyota Motor Corp | ハイブリット車の排気浄化装置 |
| US6550718B2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-04-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aircraft engine |
| DE102006025259A1 (de) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Volkswagen Ag | Bivalente Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer bivalenten Brennkraftmaschine |
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| JP4404098B2 (ja) * | 2007-02-07 | 2010-01-27 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP4702318B2 (ja) * | 2007-04-10 | 2011-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
| US8161732B2 (en) * | 2008-03-05 | 2012-04-24 | Ford Global Technologies, Llc | System and method to improve engine emissions for a dual fuel engine |
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| DE102015211169A1 (de) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems, Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232006B2 (ja) * | 1972-05-09 | 1977-08-18 | ||
| US4331644A (en) * | 1977-12-27 | 1982-05-25 | Union Carbide Corporation | Combustion catalyst and process for using same |
| JPS5666424A (en) * | 1979-11-01 | 1981-06-04 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
| JPS5776231A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-13 | Toyota Motor Corp | Electronically controlled fuel injection |
| JPS57210116A (en) * | 1981-06-19 | 1982-12-23 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas purifier |
| JPS62192633A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アルコ−ル混合燃料の混合比センサ |
| US4817385A (en) * | 1986-07-16 | 1989-04-04 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Temperature control apparatus for vehicular catalytic converters |
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| JP2660412B2 (ja) * | 1987-11-19 | 1997-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化方法 |
| JPH01139145A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-31 | Toyota Motor Corp | 排気浄化用触媒 |
| JPH01171625A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排気浄化方法 |
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-
1989
- 1989-12-01 JP JP1310570A patent/JP2692311B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-27 US US07/618,659 patent/US5085050A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-28 CA CA002030998A patent/CA2030998C/en not_active Expired - Fee Related
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